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    多種氣源優(yōu)化混配設(shè)計(jì)

    字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2007-10-31  作者:rqb99  瀏覽次數(shù):1722
    1 前言
      廣州市油制氣廠是廣州市管道煤氣唯一的氣源廠,隨著廣州市大力推行餐飲服務(wù)業(yè)油改氣工作,加快了用戶發(fā)展速度,供氣量不斷增加,為了拓展氣源滿足用戶發(fā)展的需求,我們通過大量的理論計(jì)算和試驗(yàn),相繼成功地接收了廣州石化總廠的煉廠氣,建成了空氣加 LPG的應(yīng)急氣源系統(tǒng),以及近期完成CCR(循環(huán)催化改質(zhì)法)制氣裝置,使我廠由單一氣源廠轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄽庠磸S,原材料由單一的重油轉(zhuǎn)變重油和LPG兩種主要制氣原料,目前重油和LPG的價(jià)格變動(dòng)比較大,所以如何在確保供氣質(zhì)量的前提下,根據(jù)市場重油和LPG相對價(jià)格的高低,采取相應(yīng)的生產(chǎn)方式就成為降低煤氣生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。

    2 多氣源混配成本最優(yōu)化設(shè)設(shè)

      為了使計(jì)劃調(diào)度人員能根據(jù)市場原材料價(jià)格變化配置氣源、訂購原材料和降低煤氣成本,設(shè)計(jì)開發(fā)了多種氣源混合成本最優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。
    2.1 實(shí)現(xiàn)多種氣源混配成本最優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。
    2.1.1 煤氣成份檢驗(yàn)系統(tǒng)
    廠中心化驗(yàn)室每天對各種氣源成份進(jìn)行檢測,并將成份數(shù)據(jù)錄入廠計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)庫中,有關(guān)部門可以直接索引和查看。
    2.1.2 各種氣源流量和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)
    各氣源均設(shè)有計(jì)量裝置,油煤氣、煉廠氣和CCR氣均設(shè)有熱值儀在線監(jiān)視系統(tǒng),煤氣總出口設(shè)有熱值在線控制系統(tǒng)和氧分析儀在線控制系統(tǒng),可以控制出廠煤氣熱值和氧含量在煤氣質(zhì)量指標(biāo)控制范圍內(nèi),同時(shí)可以顯示熱值、華白數(shù)和煤氣密度。
    2.1.3 計(jì)算機(jī)工控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
      煤氣生產(chǎn)和控制部門設(shè)有計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制和監(jiān)測系統(tǒng),可以進(jìn)行煤氣生產(chǎn)自動(dòng)控制,監(jiān)視煤氣生產(chǎn)情況及煤氣質(zhì)量、流量等重要參數(shù)系統(tǒng),管理部門設(shè)有
      
    計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)管控一體化,通過管理網(wǎng)絡(luò)可以查看、索引工控系統(tǒng)的各類參數(shù)。
    2.2 混合氣成本最優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件流程
      總的構(gòu)想是在保證煤氣質(zhì)量的基礎(chǔ)上,按照成本最低化原則漸加成本最低的各類氣源。一旦質(zhì)量指標(biāo)中有一項(xiàng)超標(biāo),轉(zhuǎn)為漸加可以改善超標(biāo)參數(shù)的氣源,當(dāng)質(zhì)量指標(biāo)達(dá)標(biāo)后,再加最低價(jià)氣源氣量,反復(fù)循環(huán),直到產(chǎn)量達(dá)到計(jì)劃產(chǎn)量為止,流程見圖1。
    2.2.1 原材料價(jià)格及各氣源成本
      原材料價(jià)格可以在廠原材料價(jià)格數(shù)據(jù)庫索引,按下列公式計(jì)算氣源成本。
    CCR單價(jià)二LPG單價(jià)·p·26.17/(CCR效率·LPG熱值)+能耗      (1)
    油煤氣單價(jià)二重油單價(jià)·26.17/ (制氣爐率·重油熱值)+能耗       (2)
    LPG單價(jià)=LPG單價(jià)·p LPG·26.17/LPG熱值+能耗       (3)
    式中:p-LPG的密度,KG/m3
      熱值-MJ/m3
      能耗-油煤氣主要是電耗、水耗、蒸汽、CCR氣主要是電耗,LPG主要是電耗和蒸汽。
    2.2.2 CP、W和含氧量密度熱值計(jì)算模塊設(shè)計(jì)

    表1氣源成份及性能參數(shù)表



    混合氣成份是按各種氣源摻混比計(jì)算出來,然后根據(jù)混合氣成份,按相關(guān)公式計(jì)算燃燒勢(簡稱CP)、華白數(shù)(簡稱W)、含氧量、密度、高低熱值CP、W、各類氣源成份可以從廠計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)中中心化驗(yàn)室上網(wǎng)數(shù)據(jù)中索引。典型各氣源成份及性能參數(shù)見表1。3 多氣源混配成本最優(yōu)化設(shè)計(jì)

    3.1 混合氣成本最優(yōu)化配置設(shè)計(jì)過程分析

    3.1.1 輸入預(yù)測供氣量和接收廣石化煉廠氣量
      預(yù)測供氣量根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和供氣量增加情況確定,煉廠氣量我廠不能直接控氣的,通常按前期供氣情況及廣州石化廠的生產(chǎn)情況預(yù)測,煉廠氣成本相對比其他氣源低。
    3.1.2 摻混空氣降低熱值
      煉廠氣熱值一般在3.33MJ/Nm3左右,高于出廠煤氣氣熱26.17MJ/Nm3,通過漸加空氣降低混合氣熱值,每循環(huán)摻混量按下式計(jì)算:
      Q=/50      (4)
      式中:Q。一每循環(huán)加入空氣量;
      Q-預(yù)測接收煉廠氣量;
      然后,根據(jù)下式計(jì)算混合氣低位熱值:
      R=Q·R/Q+Q       (5)
      式中:R-混合氣低位熱值;
      R-煉廠氣低位熱值;
      Q-煉廠氣預(yù)測量;
      Q-加入空氣的累計(jì)量;
      當(dāng)R混低于26.17MJ/Nm3時(shí),退出該設(shè)計(jì)算單元,進(jìn)入下一單元。
    3.1.3 選擇優(yōu)先混配氣源順序
      LPG、CCR氣源和油煤氣的成本價(jià)格根據(jù)LPG和重油價(jià)格、氣化效率及各類氣源能耗自動(dòng)計(jì)算,然后選擇相應(yīng)的優(yōu)化計(jì)算回路。主要有以下三種選擇可能:
      PLG成本最低,油煤氣第二,CCR氣第三;
      LPG成本最低,CCR氣第二,油煤氣第三;
      油煤氣成本最低,LPG第二,LPG第三。
    3.1.4 計(jì)算LPG、油煤氣和CCR混配量
      當(dāng)成本價(jià)格判斷選擇LPG最低油煤第二CCR氣第三時(shí),首先漸加LPG,同時(shí)配以適當(dāng)?shù)目諝馐挂淮渭尤氲腖PG和空氣形成的混合氣熱值等26.17MJ/m3,LPG的加入量計(jì)算公式為:QLPG=(Q·6250)/(RLPG-6250)      (6)
      式中:QT'PrT一每次循環(huán)加入的LPG量;
      Q。一每次循環(huán)加入空氣量;
      定為100m3
      RLPG-LPG低位熱值。
      每次循環(huán)都要根據(jù)各種氣源的成份和摻混的比例計(jì)算混合氣量和混合氣的CP、W、含氧量。當(dāng)CP、W、含氧量符合煤氣質(zhì)量設(shè)定的CP、W、含氧量值時(shí),繼續(xù)上述過循環(huán),當(dāng)有一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)超過標(biāo)時(shí),結(jié)束該循環(huán),進(jìn)入漸加油煤氣循環(huán)。
      每一次循環(huán)加入油煤氣量定為:
      Q=(Q預(yù)-Q)/100      (7)式中:Q-每次循環(huán)加入的油煤氣量;
      Q預(yù)-預(yù)測日供氣量;
      Q-到本次循環(huán)時(shí),混合氣總汽量。
      油煤氣正常控制熱值低于26.17 MJ/m3為了保證熱值合格通過加入恰當(dāng)?shù)腖PG量,使每次循環(huán)加入的油煤量和加入LPG形成的混合氣熱值等于26.17MJ/m3,計(jì)算公式為:
      QLPG=Q·(6250-RQ)/(RLPG-26.17)      (8)
      式中:QLPG。一每次循環(huán)加入LPG量;
      Q-每次循環(huán)加入油煤氣量;
      R-油煤氣低位熱值;
      RLPG-LPG低位熱值。
      同上述循環(huán)一樣計(jì)算混合氣總氣量和CP、W和含氧量,當(dāng)CP、W、含氧量,有一項(xiàng)不合格繼續(xù)循環(huán),直到指標(biāo)全部合格,退出該循環(huán)。
      當(dāng)混合氣總量小于預(yù)測總產(chǎn)量時(shí),返回上述兩個(gè)循環(huán)繼續(xù)增加LPG、空氣和油煤氣,當(dāng)混合氣量大于等于預(yù)測供氣量時(shí),顯示各氣源量和CP、W、含氧量和熱值并計(jì)算出混合氣單位成本。
      這樣就完成一種情況多氣源混配的最優(yōu)化設(shè)計(jì),其他情況與此相類似略。

    4 程序設(shè)計(jì)

      本程序采用Delpli4.0數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)語言設(shè)計(jì),主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括成份數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、原料價(jià)數(shù)據(jù)庫及氣源數(shù)據(jù)庫、人機(jī)對語窗設(shè)計(jì)、混合氣源各類流量和質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算模塊設(shè)計(jì)及程序總體架構(gòu)設(shè)計(jì),力求盡可能提高軟件的運(yùn)算速度,人機(jī)對話窗口做到提示詳細(xì),操作方便,顯示清楚,色彩明快,程序開發(fā)中盡可能擴(kuò)大可選擇空間,適應(yīng)多種用途,發(fā)揮軟件最大功效。
    5 多氣源混合氣最優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的功能
      該軟件投入使用,使生產(chǎn)組織和計(jì)劃采購工作從盲目逐漸走向科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的軌道。
    5.1使生產(chǎn)調(diào)度更加科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、提高供氣質(zhì)量
      生產(chǎn)調(diào)度員可以根據(jù)優(yōu)化配置氣源組織生產(chǎn),同時(shí)也可以根據(jù)生產(chǎn)變化情況利用該軟件快速計(jì)算出相應(yīng)氣源配置,當(dāng)煉廠供氣量小時(shí)能利用該軟件快速計(jì)算出的理想的配氣結(jié)果并調(diào)整生產(chǎn)工藝,保證供氣質(zhì)量降低生產(chǎn)成本。
    5.2 提高計(jì)劃的準(zhǔn)確性
      計(jì)劃部分可以根據(jù)預(yù)測的供氣量和煉廠氣量,得到其他氣源的產(chǎn)量,使年度計(jì)劃和月度計(jì)劃更趨合理和準(zhǔn)確,盡可能減少物料積壓提高資金的利用率。
    5.3 有利于對生產(chǎn)部門的檢查和考核
      該軟件安裝在廠管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上,有關(guān)職能部及分廠均可以方便使用,職能部門可以利用該軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)的氣源配置和成本計(jì)算檢查生產(chǎn)部門的實(shí)際執(zhí)行狀況,使生產(chǎn)考核監(jiān)督做到有據(jù)可查。
    5.4 預(yù)測生產(chǎn)成本
      財(cái)務(wù)部門可以利用該軟件,預(yù)測供氣成本及時(shí)調(diào)整財(cái)務(wù)計(jì)劃和資金籌措工作。

    6 結(jié)論

      多種氣源代替單一油煤氣氣源已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,各種質(zhì)量指標(biāo)均控制在要求范圍內(nèi),完全可以保證各類煤氣用戶正常使用。多種氣源優(yōu)化配置設(shè)計(jì)軟件投入使用后深受有關(guān)人員的歡迎,對于煤氣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度、科學(xué)計(jì)劃起到積極的促進(jìn)和指導(dǎo)作用。


    參 考 文 獻(xiàn)
     
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